정전탐침을 이용한 ICP Plasma 에서의 E- H mode 변환에 관한 연구

Abstract

Plasma potential using the Radio frequency is fluctuate as RF field. When there is Rf that is changed as the time-varying plasma potential. negative shift phenomena of floating potential that decreases as the increasing of induced RF Voltage is observed in I-V curve trace obtained by Langmuir probe. In this paper we investigate the changing of floating potential when the input power is changed from 50 to 800 W in N2 gas and Ar gas on ICP plasma. In case of N2 and Ar, we can investigate that the floating potential become fixed after negative shift phenomena in 500 W and 200 W. This result shows that there is no more fluctuation caused by electric field and the change of mode is expected. When we use the capacitive probe and the magnetic probe, the different tendencies are measured at the each positions of mode change. Thus the mode changes of ICP plasma can be measured from investigation of the changing of floating potential.

RF(radio frequency)를 이용한 플라즈마의 공간 전위(plasma potential)는 인가되는 RF field에 따라 변동한다. 시간에 따라 공간 전위가 변동하는 RF가 존재할 때 정전탐침으로 얻은 전류-전압 곡선에서의 부유전위(floating potential)는 인가해준 RF 전압이 증가함에 따라 감소하는 부유전위의 negative shift하는 특성을 갖는다. 이와 같은 부유전위의 변동을 ICP 플라즈마에서 N_(2) 기체와 Ar 기체에서 입력 전력을 50에서 800 W까지 변화시켜가며 정전탐침을 이용하여 관찰한 결과 N_(2)의 경우 500 W Ar의 경우는 200 W에서 negative shift 현상을 보인 후 일정해지는 것을 관찰할 수 있었다. 이는 정전기장에 의한 변동이 더 이상 커지지 않음을 의미하며 plasma의 발생 특성의 변화를 예상할 수 있다. 이 결과는 Capacitive 탐침과 magnetic 탐침의 결과에서도 mode가 변환하는 지점에서 서로 다른 경향을 나타내었다. 따라서 부유전위 변동의 관찰만으로도 ICP 플라즈마에서의 mode 변환 여부를 알 수 있다.